Alla mineraler (och stenar avser specifikt mineraler) har två viktiga egenskaper - massa och densitet. Dessutom är stenens täthet viktigt i rent praktisk mening - att beräkna beståndet av en mineralavlagring.
Vad är det här?
För alla ämnen betyder densitet massa dividerat med enhetsvolym. Eftersom stenar (dvs mineraler) har en heterogen sammansättning och inkluderar element med olika atommassor, kan de fysiska egenskaperna hos deras densitet variera avsevärt. Dessutom beror tätheten på stenar inte bara på svårighetsgraden hos elementen som utgör dem, utan också av hur nära elementära partiklar är "tätt packade" i sin inre struktur.
Studien av mineralens täthet handlar om mineralogi. Stens densitet beräknas genom att dela upp mineralprovets massa i en enhetsvolym med massan av vatten med samma volym vid en temperatur av 4 ° C. Exempelvis är provets vikt 200 gram. Vatten i samma volym på 40 gram. I detta fall kommer densiteten för denna sten att vara 5.
Stens densitet mäts i kilogram per kubikmeter eller gram per centimeter kubik.
Hur hittar man stenens täthet?
Hur bestäms stenens densitet? Förfarandet är ganska enkelt - väga provet först i luft och sedan i vatten. Enligt lagen från Archimedes motsvarar den erhållna skillnaden den vattenmassa som provet förskjuter. Densiteten beräknas genom att provets massa delas i luft med en given skillnad.
Mineraler kan vara lätta, medelstora, tunga och mycket tunga, beroende på deras täthet. Exempelvis är densiteten för granitsten 2 600 kg / m³. För referens: lungans täthet överstiger inte 2, 5 g / cm³, medium - sträcker sig från 2, 5 till 4 g / cm³, tungt - från 4 till 8 g / cm³. Mineraler med en densitet högre än 8 g / cm³ tillhör mycket tunga stenar.
Ädelstenstäthet
Förutom densitet och en annan egenskap - hårdhet, har även mineraler eller ädelstenar en så viktig komponent som massa, mätt i gram eller karat (i pärlor - i korn).
För att klargöra förhållandet mellan dessa enheter, kom ihåg: 1 karat motsvarar 200 milligram, 50 milligram i en yta, det vill säga 1 karat är lika med fyra korn. Ädelstenmätningsnoggrannhet - upp till två decimaler.
Låt oss gå till labbet
Hur man mäter dragdensitet. stenar i laboratoriet? Den hydrostatiska metoden är bäst lämpad för detta. Dess princip föreslogs av den grekiska forskaren Archimedes för många århundraden sedan. Kärnan i principen som är känd från skolkursen i fysik är följande: en kropp nedsänkt i en vätska skjuts ut ur den med kraft, vilket är lika med vikten av den vätska som förflyttas av den givna kroppen.
Enkelt uttryckt, om du hänger en sten och sänker den i vatten, kommer dess vikt att minska jämfört med originalet med så mycket som volymen vatten som förflyttas av den. Det är uppenbart att denna volym kommer att vara lika med stenens egen volym.
Genom att sekventiellt väga stenarna i luften och sedan i vattnet kan vi få all information vi behöver beräkna.
Allt är i naturen!
Låt oss nu vända oss till naturstenmaterial. Det finns flera typer av dem, som du vet. Ur praktisk synvinkel är det vanligt att tillskriva vilken ras som helst till en av två grupper - stark eller låg styrka.
Materialen i den första gruppen har ett högt hårdhetsindex och oftast är strukturen medellång eller grovkornig. I det så kallade icke-väderbitna tillståndet har de liten vattenabsorption. I andra bergarter med låg hållfasthet, som namnet antyder, är styrkan betydligt lägre. De har också en mycket högre grad av vattenabsorption.
Ibland, när man känner igen stenens stenarter, är det nödvändigt att bestämma dess hårdhet. På fältet är det mest bekvämt att göra detta med den så kallade. Mohs relativa skala och ytterligare verktyg tillgängliga. Sådana improviserade verktyg kan vara en pennan, ett mynt, ett glasstycke, en fil, en stålnål eller kniv, en vanlig eller diamantglasskärare. En stens genomsnittliga täthet är också viktig för att bestämma rasen. Efter att ha bestämt detta värde kan man identifiera rasen genom att hänvisa till specialtabeller.
Vi beräknar densiteten för naturliga stenar
Hur beräknar du den genomsnittliga densiteten för provstenen? Den utrustning som krävs för detta är en balans med en uppsättning vikter och färdigheter för att mäta volymen på ett prov med en oregelbunden form.
Det enklaste sättet att göra detta är att ha en graderad graderad cylinder med en volym på ungefär en halv liter. 200-300 ml vatten hälls i en sådan cylinder och en bit av det studerade stenmaterialet placeras.
Den totala volymen av prover placerade i vatten erkänns av den mängd vatten som förflyttas av dem. Genom att dela deras massa med den beräknade volymen erhålles materialets genomsnittliga densitet.
Vad är viktigt att tänka på?
Det bör noteras att denna metod endast är lämplig för tät berg med obetydlig vattenabsorption (högst 2%). Om denna karakteristik är högre (upp till 5%) måste ett torrt prov, efter vägning av det, först placeras i ett vattenhaltigt medium för mättnad. Sedan bestäms medeltätheten med ovanstående metod. Mättnad betraktas som fullständig om vikten upphör att växa under vattenabsorptionen.
Porösa stenar (oftast kalkstenar eller tuffar) har låg styrka. De är lätta att bearbeta - skär ut ett prov med önskad form (till exempel en kub) med en konventionell bågsåg och beräkna dess volym genom att mäta ytor.
Gör det själv
I avsaknad av tillräcklig volym i mätcylindern i fältet kan den förskjutna mängden vatten bestämmas enligt följande. I varje metallkärl med cylindrisk form, precis under toppen, stansas ett hål i väggen med en vanlig spik, sedan sätts ett rör in där, som också kan göras oberoende genom att vika vilken film som helst. Fäst den i cylinderväggen med plasticin eller liknande material.
Således erhålls en fältvolymmätare. Om denna enhet används kontinuerligt är det vettigt att löd ett rör av stål eller mässing.
Stenar gjorda av mänskliga händer
Allt skrivet ovan relaterade till naturliga stenar. Och nu är det dags att prata om konstgjorda. De kan vara vägg, väg och sida. Detta inkluderar också betongtakplattor och beläggningsplattor, samt alla typer av blinda ytor, trappsteg och skorstenelement.
Vid tillverkning av nästan alla dessa stenar, både i Ryssland och utomlands, används strikta tekniska standarder. De styr alla grundläggande egenskaper - kvaliteten på utgångsmaterialen, tvärsektionens storlek och form, fysiska och mekaniska egenskaper (inklusive betongstenens täthet).
Dessa krav beror på avsedda driftsförhållanden och tillgängligt material.
